科技日报记者 刘霞
美国科学家结合钱德拉X射线天文台和詹姆斯·韦布空间望远镜的数据，发现了一个诞生于宇宙大爆炸后仅4.7亿年的黑洞的迹象，这是利用X射线发现的最遥远的黑洞。该黑洞正处于前所未见的早期生长阶段，其质量与宿主星系相似。这一结果可以解释宇宙中一些最早的超大质量黑洞是如何形成的。相关论文已刊发在论文预印本网站，并计划发表于《自然.天文学》杂志。
图中包含了用X射线探测的迄今最遥远黑洞。图片来源：钱德拉X射线团队
哈佛—史密森尼天体物理中心的阿科斯·博格丹团队在名为UHZ1的星系内发现了这个黑洞，该星系位于距离地球35亿光年的Abell 2744星系团的方向。但韦布空间望远镜的数据显示，该星系距离地球比星团远得多——距离地球132亿光年，当时宇宙只有现在年龄的3%。
利用钱德拉探测器经过两周多的观测，研究人员发现这个星系中存在强烈的、过热的、发射X射线的气体，这是一个不断增长的超大质量黑洞的标志。此外，来自星系的光和来自超大质量黑洞周围气体的X射线被Abell 2744星系团中的物质（引力透镜效应）放大了约4倍，增强了韦布空间望远镜探测到的红外信号，并使钱德拉探测器能够探测到微弱的X射线源。研究团队根据X射线的亮度和能量，估算出这颗黑洞的质量介于1000万到1亿倍太阳质量之间。
一个大质量种子黑洞形成的示意图。图片来源：NASA官网
这一发现对于理解一些超大质量黑洞如何在大爆炸后不久就达到巨大质量至关重要。
目前科学界对此有两种观点：这些黑洞直接由巨大的气体云坍塌形成；或者来自第一批恒星的爆炸，这种方式制造出的黑洞重量介于10到100倍太阳质量之间。
论文合著者、耶鲁大学的普里亚姆瓦达·纳塔拉詹指出，这颗黑洞年轻时的大质量，加上它产生的X射线量和韦布探测到的星系亮度，都与其2017年提出的由巨大气体云坍塌直接形成“超大黑洞”的理论预测一致。他们认为，这是首次探测到由巨大的气体云形成的“超大黑洞”，也是证明该理论的最好证据。
